<<
>>

Предупреждение

Механизм Хиггса действует замечательно и придает массы кваркам, лептонам и слабым калибровочным бозонам, не приводя при этом к бессмысленным предсказаниям при высоких энергиях, а также объясняет, откуда возник фотон.

Однако осталось еще одно существенное свойство хиггсовской частицы, которое физики до конца не понимают.

Для того чтобы придать частицам их измеряемые массы, электрослабая симметрия должна быть нарушена примерно при 250 ГэВ. Эксперименты показывают, что частицы с энергиями больше 250 ГэВ ведут себя так, как будто они безмассовы, в то время как частицы с энергиями меньше 250 ГэВ действуют так, как будто у них есть массы. Однако электрослабая симметрия будет нарушаться при энергиях порядка 250 ГэВ, только если хиггсовская частица (иногда ее называют хиггсовским бозоном) t2°l сама имеет примерно такую же массу (мы опять используем соотношение Е = тс2). Теория слабого взаимодействия не будет работать, если масса хиггсовского бозона будет намного больше. Если бы масса хиггсовского бозона была больше, нарушение симметрии происходило бы при более высокой энергии, и слабые калибровочные бозоны были бы тяжелее, в противоречии с экспериментальными данными.

Однако ниже, в гл. 12, мы увидим, что легкая хиггсовская частица приводит к большой теоретической проблеме. Вычисления с учетом квантовой механики говорят, что хиггсовская частица должна быть гораздо тяжелее, и физики до сих пор не понимают, почему масса хиггсовского бозона должна быть столь малой. Это затруднение стимулирует ученых к обсуждению новых идей в физике частиц и построению ряда моделей с дополнительным числом измерений, которые мы позднее рассмотрим.

Даже до конца не понимая точную природу хиггсовской частицы и причину, по которой она столь легка, мы видим из требования на массу, что Большой адронный коллайдер (БАК), который приступит к работе в ближайшее время в ЦЕРНе (Швейцария), должен открыть одну или несколько критически важных новых частиц. Что бы ни нарушало электрослабую симметрию, оно должно иметь массу в окрестности масштаба массы слабых взаимодействий.

И мы ожидаем, что БАК обнаружит, что это такое. Если это критически важное открытие случится, оно позволит глубоко продвинуться вперед в понимании лежащей в основе строения мира структуры материи. И это укажет нам, какое из предложений (если мы до него догадались) по объяснению хиггсовской частицы правильно.

Однако, прежде чем мы перейдем к этим предложениям, нам следует рассмотреть одно возможное расширение Стандартной модели, которое было предложено исключительно в интересах простоты описания природы. В следующей главе рассматриваются виртуальные частицы, зависимость взаимодействий от расстояния и заманчивый вопрос о великом объединении.

Что стоит запомнить Несмотря на важность симметрий для формулировки правильных предсказаний о поведении частиц при высоких энергиях, массы кварков, лептонов и слабых калибровочных бозонов указывают на то, что симметрия слабого взаимодействия должна быть нарушена. Поскольку мы должны избавиться от неверных предсказаний, симметрия слабого взаимодействия должна, тем не менее, сохраняться при высоких энергиях. Следовательно, симметрия слабого взаимодействия должна нарушаться только при низких энергиях. Когда во всех физических законах симметрия сохраняется, а в конкретной физической системе не сохраняется, то возникает спонтанное нарушение симметрии. Спонтанно нарушенные симметрии — это симметрии, которые сохраняются при высоких энергиях и нарушаются при низких энергиях. Симметрия слабого взаимодействия спонтанно нарушена. Процесс, с помощью которого происходит спонтанное нарушение симметрии слабого взаимодействия, называется механизмом Хиггса. Для этого должна существовать частица с массой порядка масштаба массы слабых взаимодействий, равной 250 ГэВ (напомним, что специальная теория относительности связывает энергию и массу соотношением Е = тс2).

<< | >>
Источник: Рэндалл Лиза. Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства.. 2011

Еще по теме Предупреждение:

  1. ВАЖНОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЧИТАТЕЛЮ
  2. Предупреждение конфликтов.
  3. Глава 11 ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕДУРЫ БАНКРОТСТВА
  4. § 11.3. ПРИЧИНЫ БАНКРОТСТВА И СПОСОБЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
  5. 9.3.Формы и методы активного общения как способ предупреждения конфликта
  6. 3.2. СТРУКТУРНО-УПРАВЛЕНЧЕСКИЕ И ВАЛЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДРОСТКОВОЙ АДАПТАЦИИ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ДЕЗАДАПТАЦИИ
  7. Глава II. ПОЛНОМОЧИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, СУБЪЕКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ОРГАНОВ МЕСТНОГО САМОУПРАВЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗА В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (в ред. Федерального закона от 22.08.2004 № 122-ФЗ)
  8. Глава III. ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНАЯ ПОМОЩЬ КАК ОСНОВА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТУБЕРКУЛЕЗА
  9. Ф.Д. КРАВЧЕНКО, эксперт Центра «Право и СМИ» Законодательная поддержка пребывания журналиста в «горячей точке»
  10. 2. Деятельностно-групповое регулирование и предупреждение неуставных взаимоотношений
  11. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КОНФЛИКТОВ
  12. Предупреждение конфликтов Определение понятия
  13. Дефекты при нагреве и меры их предупреждения
  14. ОК — Солнце Пять главных предупреждений
  15. Приложение 3 КОДЕКС ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЭТИКИ СОТРУДНИКА ОРГАНОВ ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
  16. Предупреждение
  17. Предохранительный клапан для предупреждения недовольства
  18. 6.1. Предупреждение и разрешение супружеских конфликтов
  19. Глава IXПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И РАЗРЕШЕНИЕ КОНФЛИКТОВ
  20. 2.2. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ДЕСТРУКТИВНЫХ КОНФЛИКТОВ В КОЛ-ЛЕКТИВЕ КАК УСЛОВИЕ ЭФФЕКТИВНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА В РАЗ-ВИТИИ САМОУПРАВЛЕНИЯ